我国智慧教育的研究热点及趋势分析*——基于核心期刊的CiteSpace可视化分析

裴琳琳

（广西师范大学 教育学部 信息技术创新教育研究所，广西 桂林，541004）

引言

现今，大数据、物联网、人工智能、虚拟现实、移动互联网等新一代信息技术快速发展，不断催生着教育理念和教学方式的创新与变革。学习范式也逐渐从数字化、移动化、泛在化向智慧化演变。1997 年，钱学森院士首次提出“大成智慧学”概念[1]，最先把智慧和网络空间联合，提出自然与科技、逻辑与形象、哲学与科学技术、微观与宏观集合成一体的大智慧教育。钱学森的“大成智慧学”促进了我国教育信息化的飞速发展，加快了网络技术创新的步伐，为当代智慧教育的发展奠定了坚实的基础。2008年，美国IBM首次提出“智慧地球”概念，随后IT界提出智慧城市、智慧交通、智慧医疗等概念，智慧教育、智慧教室、智慧校园等新概念亦由此而来。

此外，教育部于2018年4月发布《教育信息化2.0行动计划》，明确提出“要以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础，依托各类智能设备及网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构”[2]。智慧教育作为信息技术支持下的新型教育形态，其发展顺应了“互联网+教育”的发展理念，使得新兴技术与教育教学的深度融合达到新的高度，推动教育信息化不断更新升级。智慧教育的目的是提升教育系统的效率和智能化水平，培养学习者的创新能力、批判性思维能力、问题解决能力等高阶思维能力，发展学习者的智慧。目前各国都对智慧教育的发展做出重要战略部署，以此抢占人才制高点。

1 智慧教育概述

“智慧”一词由国外语境中对应的“smart”翻译而来，但国内外对“smart”有不同的界定。中文语境中“智慧”意为迅速、灵活、正确地理解事物和解决问题的能力。而英文语境中“smart”意为“聪明的、迅速的、计算机控制的”。由此可见，中文语境对其理解更侧重于指人的能力，而英语语境则具有双向特性，既指人的聪慧，也指物的智能。虽在核心概念的理解上存在一定差异，但其本质和目的是一致的，均力图借助智能信息技术促进学习者创造性思维的培养、促进教学效果的提高，以及社会整体教育质量水平的提升。

目前，学界对智慧教育的界定还没有统一的标准，综合有关认识和理解，国内最具代表性的观点主要有以下几种：

黄荣怀（2014）认为，智慧教育可理解为一种智慧教育系统，是一种由学校、区域或国家提供的高学习体验、高内容适配性和高教学效率的教育行为（系统），它能利用现代科学技术为学生、教师和家长等提供一系列差异化的支持和按需服务，能全面采集并利用参与者群体的状态数据和教育教学过程数据来促进公平、持续改进绩效并孕育教育的卓越[3]。

祝智庭（2012）结合教育信息化发展研究，给出智慧教育的内涵：即运用物联网、云计算、移动网络等新一代信息技术，通过构建智慧学习环境，运用智慧教学法，促进学习者进行智慧学习，培养具有高智能和创造力的人，实现对学习环境、生活环境和工作环境灵巧机敏的适应、塑造和选择[4]。

杨现民（2014）从生态观的视角认为，智慧教育是依托新一代信息技术所打造的物联化、智能化、感知化、泛在化的教育信息生态系统[5]。

尹恩德（2016）认为，智慧教育是在物联网、云计算发展基础上，统筹发展各项教育信息化工作、更新教育观念、树立创新型的教育方式与教学方法，在应用中强化教育系统的高级职能而构建的数字化、个性化、智能化、国际化的现代教育系统[6]。该观点主要强调智慧教育的系统化、智能化，培养具有个性化的学习者。

综上所述，智慧教育是对移动互联网、云计算、大数据、智能终端等新一代信息技术与产品的全面、深入、综合的应用。在教育领域，智慧教育表现为通过ICT（information communication technology信息通讯技术）为教育教学提供广阔的想象空间和丰富的表现形式，充分满足学习者的个性化需求，从而促进教育理念和学习方式的变革，实现教育改革和现代化发展的目标。

2 智慧教育与教育信息化的关系

当前，我国的教育信息化正处在由初步融合向全面融合创新的过渡阶段，智慧教育作为技术变革和知识时代的产物，是教育信息化发展的高阶形态，也是必然趋势。《教育信息化2.0行动计划》提出的“八大行动”之一即有“智慧教育创新发展行动”。《行动计划》也是首次将“智慧教育”纳入国家层面的政策文件，体现了教育信息化走向深度发展的变革阶段。

智慧教育与教育信息化并不是非此即彼、互相代替的关系，而是融合创新、纵深发展的关系。在教育信息化的探索和实践阶段，它以数字化为主要教学形式，极大改善了基础教育设施条件和教学环境，促使教师利用视音频、动画、课件等多媒体手段辅助教学，进而提高课堂效果和教学质量。而智慧教育是整合了互联网、云计算、大数据、虚拟现实等先进信息技术的增强型数字教育，在教育理念、教育目标、教学方式、学习方式、支撑技术、教育环境、教育模式等方面都有进一步的提升和完善，总体呈现智能化、个性化、创新性、开放性、公平性的核心特征。因此，智慧教育是以教育信息化为基础，在各种先进技术的创新推动下进一步衍生而形成的新的教育生态。

现今，教育信息化2.0时代已经开启，尤其在新课程改革的大背景下，对教学方式和教师素养也提出了更高的要求。教师不仅是知识的传授者、课堂的组织者与参与者，更是教学的研究者和探索者。因此，为适应新时代的人才培养需求，教师也应与时俱进、以身作则，不断提升个人教师素养与专业技能，着重培养学生的创新性等高阶思维能力，才能更好地改进教学，提高教学质量，实现智慧型人才的培养目标，推动课程改革的有效实施。

3 研究设计与数据处理

3.1 数据来源

本研究数据来源于我国目前权威且收刊量最大的数据库——CNKI（中国期刊全文数据库），在高级检索页面选取期刊，设置“主题/关键词=智慧教育”，为确保研究数据的信效度和质量，保证研究结果的可靠性，期刊选取限定为教育技术领域内具有权威性的六种期刊：《电化教育研究》《中国电化教育》《开放教育研究》《远程教育杂志》《中国远程教育》《现代教育技术》，并选择“核心期刊+CSSCI”，由于CNKI中有关“智慧教育”的文献最早始于2012年，故检索时间限定在2012年—2019年，共检索出期刊196篇，通过筛选、剔除学术会议报道、文件通知等与主题不相符的期刊，最终得到有效期刊167篇。将上述检索到的期刊从CNKI中以CiteSpace软件支持的Refworks格式导出，文档中包含题名、作者、机构、文献来源、关键词、摘要等主要信息，之后利用CiteSpace软件进行图谱分析。

3.2 数据处理及分析

CiteSpace软件的主要操作步骤如下：首先进行Date—input/output（数据导入和导出），其次将时间跨度设置为2012年—2019年，时间切片为1年，Node Type选择Keyword，每个时间切片数据抽取对象为Top50，连线强度为Cosine，不采用任何剪枝运算，选择展示整个网络（Show Merged Network）的可视化方式，选择聚类标签和关键词标签，最终显示出我国智慧教育研究领域关键词网络聚类图谱，如下图1所示：

图1 2012年—2019年智慧教育领域核心期刊共引网络

图中的节点表示被引频次，节点越大，被引频次越高。同时节点的每一不同颜色的外圈，代表着与之对应的被引年份，同时节点之间的连线颜色，表示首次被共引的时间，连线的粗细表示被共引的次数。根据关键词聚类图显示，图谱共形成了四个聚类：分别是#0智慧教育、#1智慧校园、#2人工智能、#3教育信息化，一定程度上反映了我国当前智慧教育领域的热点与前沿。每种聚类具体分布情况如下：

（1）#0智慧教育：该聚类主要涉及基础理论、技术创新、环境构建等方面，节点数包含12类：智慧教育、深度融合、信息化、教学模型、智慧、教学设计、网络学习空间、智慧教室、信息技术、核心素养、学习分析、智慧学习环境。

（2）#1智慧校园：该聚类一方面是辨析智慧校园的特征内涵，另一方面是对智慧校园建构策略的研究，节点数包含12类：智慧管理、晒课、大数据、教育现代化、智慧课程、智慧校园、智慧时代、智慧学习、微课、创客教育、智慧型课程、互联网+。

（3）#2人工智能：该聚类主要面向智能技术，节点数共8类：人工智能、智能教育、人机协同、智慧教育2.0、个性化学习、教育信息化2.0、探究学习工具。

（4）#3教育信息化：该聚类主要针对教育背景和教学模式，节点数共6类：智慧课堂、翻转课堂、中国教育技术协会、新年、互联网思维、教育信息化。

3.3 高频关键词聚类分析

由于研究数据有限，本研究选取频次不低于2的关键词作为高频关键词，最终显示40个高频关键词。对关键词频次和中心性进行整理排序，排名前16的关键词情况如表1所示：

表1 高频关键词频次和中介中心性统计表

关键节点是共引网络中连接 2 个以上聚类群组、具有中介作用的节点。中心性代表共现程度的高低，中心性越强，表明该关键词与其他关键词共同出现的几率就越大，也代表其在共现网络中的影响力越大[7]。从知识理论角度分析，频次和中心性高的关键词，一般是某一段时期内研究者共同关注的问题，即研究的热点与前沿。

根据上表数据显示，排名前10的智慧教育研究热点分别是：智慧教育、教育信息化、智慧校园、人工智能、大数据、智能教育、智慧时代、智慧学习、智慧课堂、教育大数据。

在中心性方面，“智慧教育、智慧校园、教育信息化、大数据”的中心性较高，表明在此聚类图谱中具有较高的地位和重要性，而其余关键词的中心性较低，部分关键词的中心性为零。

图2 2012-2019年我国智慧教育研究热点时间线图谱

3.4 时间线图谱分析

CiteSpace有聚类视图、时区视图、时间线视图三种不同的呈现形式。聚类视图侧重于不同研究主题的知识结构，时区视图着重描绘各研究主题随时间的演变趋势和相互影响，时间线视图主要反映研究主题的时间跨度。因此，为了解我国智慧教育研究领域的发展态势，在 CiteSpace 软件中，设置 Layout — Visualizations —Timeline 呈现出 2012年—2019年我国智慧教育发展的时间图谱，图2所示。

3.4.1 按时间年限分析

从纵向时间轴来看，2013年起至今，我国研究者对智慧教育领域一直保持较高的研究热度。其中在2014年—2016年，该阶段智慧教育领域的研究成果较为突出，研究动态较为活跃，且各关键词之间的联系也较为紧密，不仅反映了教育技术领域的发展及更新之快，更体现了不同研究方向之间具有的内在联系性。

在技术和理论日趋丰富的大背景下，教学模式受到影响，在2014年左右出现了以“教育变革、教学模型、信息技术、大数据、智慧校园、翻转课堂”为代表的研究主题。2015年—2016年间研究侧重于学习环境、学习方式的探究。学习环境方面，主要以“智慧学习环境、智慧教室、智慧课堂”为代表；学习方式方面，以“探究学习工具、个性化学习”为代表，更加关注有助于提升学习者习得效果的技术层面。此外，教育领域在2016年后，智能时代的到来促进智能教育的发展，研究者逐渐关注“机器与人工”的融合，尤其在AlphaGo战胜了人类围棋顶尖高手后，引发了人工智能、大数据、人机协同、学习分析等智能技术层面的研究高潮，我国教育信息化也正式迈向2.0时代。

3.4.2 按聚类类别分析

由图谱可知，聚类#3教育信息化研究相对较早，2013年聚类#0智慧教育提出，随后聚类#1智慧校园于2014年应运而生，聚类#2人工智能研究始于2015年左右。聚类#3教育信息化方面的研究相对较早，率先产生的是“智慧管理”，随后在教育改革等政策的指导下，教学方式和教学环境发生变化，在2014年聚类#1智慧校园研究较为突出。“教育信息化”自提出以来，将我国的教育发展推向了新阶段，在教育技术领域发挥着至关重要的作用。但近年研究方向已逐渐由“教育信息化”转向“智慧校园”与“人工智能”方向。“智慧校园”与“人工智能”成为未来教育发展的重点及趋势。此外，“大数据、智慧校园、智慧学习环境、教育信息化2.0” 节点数众多，与其他节点联系紧密。

4 研究热点分析

通过对关键词的整理分类，可将近年的研究热点主要归类为4个方面：智慧教育理论研究、智慧教育环境研究、智慧教育技术支撑、教学模式及学习方式的转变，具体分类情况如下表2所示。

表2 2012年—2019年我国智慧教育研究高频关键词分类表

4.1 智慧教育理论研究

智慧教育的理论研究主要包括智慧教育、智慧学习、教学模式、个性化学习、教育信息化等。研究的侧重点涉及概念、特征、内涵、模式、模型、框架体系等方面。理论基础为实践发展提供基石和前进方向，教学研究不应只崇尚技术决定论，一味发展先进技术而忽视了对基础理论的探讨，只有结合国内外先进理念，不断地总结前人研究成果，才能实现突破与创新。目前，学术界关于智慧教育的内涵尚未形成统一的界定，国外关于智慧教育的研究也主要侧重于技术层面，对理论探索甚少。因此，智慧教育的理论体系还有待完善。

4.2 智慧教育环境研究

智慧教育的环境研究主要包括智慧校园、智慧教室、智慧学习环境、电子书包、智慧学习空间等，侧重学习环境的构建。学习环境的构建是实现教与学方式变革的基础，而智慧学习环境是数字学习环境的高端形态，为学习者提供更加便利、舒适、有效的学习环境，将会是未来教育信息化发展的重要方向。黄荣怀教授将智慧学习环境的技术特征总结为四方面：记录过程、识别情景、联结社群、感知环境[8]。只有构建智能化、互动化、情境化的教室，提供良好的教学及学习环境，才能使智慧课堂发挥其最大作用与效益，而智慧校园则是智慧学习环境的具体承载者。

自2012年我国推出“三通两平台”政策以来，高校及中小学都在加紧推动智慧教育的进程。如南京依托智慧城市建设系统推进智慧教育，北京海淀区助推智慧教育发展，佛山市禅城区开展智慧校园示范工程，宁波镇海全面开展智慧教育，南京邮电大学智慧校园上线运行等。可知，国内教育工作者和组织者对智慧教育高度关注，紧跟信息技术的潮流，从基础设施建设方面入手打造智能的教学条件和学习环境。

4.3 智慧教育技术支撑

智慧教育的技术支撑研究主要包括大数据、人工智能、学习分析、云计算、数据挖掘等。智慧教室的构建离不开智能化的硬件设备的技术支持，如教学云平台、交互电子白板、电子书包、平板电脑、端到端的教学系统等，为课堂提供了互动化、情境化、个性化的教学条件，基于数据的分析能及时有效地记录、追踪、反馈学生的学习情况，便于教师对学生给予全面综合的形成性评价。如上海市长宁区天山第一小学，为学生创设了英语学习的智慧学习环境，构建“未来教室”，分为教学区、自主学习区、学生实践区、成果展示区、个别化辅导区、师生留言区等区域，且设置虚拟社区平台、项目学习等，将媒体技术与课堂教学深度融合，满足学生个性化的学习需求。

4.4 教学模式及学习方式的转变

教学模式及学习方式转变的研究主要包括智慧课堂、翻转课堂、学习方式、教学模型、学习体验等。在新的历史发展阶段，教育信息化的发展更多地关注技术如何促进教与学方式的变革，优化教学设计、转变教学模式尤为重要。智慧学习方式顺应了教学发展的诉求。近年来，翻转课堂、MOOC、创客教育等新型教学形态如火如荼地开展，一定程度上激发了教育研究者和实施者对教学的有效改革。但发展至今其显露出的弊端也引人深思，教学不能忽视现实条件和学习者需求而盲目地追求技术先进性，智慧教育更加强调学习智慧的生成，力求学习者能够自主建构知识，将新旧知识进行顺应和平衡。

5 国内智慧教育发展趋势

5.1 重在构建技术支撑的智慧学习环境

智慧学习环境是未来校园的必然发展趋势，其所含范围较广，包括智慧课堂、智慧校园、智慧教室、智慧学习平台等。在教育信息化的大背景下，技术与教育的融合不断深入。近年，各级基础教育在构建智慧教室、打造智慧课堂，配置硬件设施等方面趋于完善，一直保持着对环境建设的追求热度。但在建设环境的同时，也应在教学、教师、学生层面给予更多的投入，关注教学资源的开发、应用与推送；关注课程设计的优化；关注教师对技术的熟悉度、敏锐度和掌握度；关注学生个性化的学习需求、完善教学评价体系等。

5.2 抢占人工智能发展的制高点

社会正在迈向一个万物互联的信息世界，而大数据的兴起和物联网的碰撞则激发了一个更伟大的时代——人工智能时代。目前，世界主要发达国家都把人工智能作为最大的发展战略，力图在新一轮的国际竞争中掌握主导权。在政策层面，我国正打造创新型大国，2017年颁布的《新一代人工智能发展规划》文件中明确提出：要举全国之力，在2030年抢占人工智能全球制高点，人工智能正式上升为国家战略。而为了实现这个目标，党中央、国务院正式下文：从小学教育，中学科目，到大学院校，逐步新增人工智能课程，建设全国人才梯队。因此，在未来智慧教育的研究中，人工智能将发挥巨大的教育价值与科技价值。

5.3 以应用研究为主，理论研究薄弱

目前国内外学术界对智慧教育的概念及内涵尚未形成统一的界定，国外研究者更多侧重技术层面的研究，而国内诸多权威学者对其也有各自的理解。相对而言，技术层面的推广和应用较为广泛和突出。该情况源于教育技术领域一直突显着实践性，关注教学实际效果、媒体应用效率等，技术发展早于且优于理论发展。因此，理论基础的研究较为薄弱，有待改善。

5.4 盲目推崇技术革新，忽视教育智慧的生成

信息技术背景下技术已逐步融入到课堂教学中，但在对新兴技术的盲目追求和媒体的渲染下，其功能性被过度放大，导致教育工作者竞相实现技术的革新，而忽视对教学和学生的发展，教师也过度依赖媒体技术，甚至出现技术决定论的错误理念。而教育之根本是发展学生的心智，应更多地考虑学习者的心理和情感要素。智慧教育的本质是培养人的高阶思维能力，使之成为一个符合社会发展需要的完整的人，一个具有智慧性和创造性的人。有效的教学应促进学习者知识的联通、智慧的生成，使其能对新旧知识进行主动建构和同化。

此外，多数人出现认知误区：认为数字化等于智慧化。我国正处于从信息化社会向数字化社会转变的过渡期，正逐步迈向智慧化的建设。有研究者认为，“智慧校园”指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。“智慧校园”是“数字校园”升级到一定阶段的表现，是数字校园发展的高阶形态。

6 智慧教育背景下提升教师信息化教学能力的启示

智慧教育基于新时代人才竞争的国际环境，旨在培养面向21世纪的创新型、智慧型、实践型人才，而教师又是教育教学的重要实践者和引导者，故师资队伍的素养水平与人才培养质量息息相关。尤其在素质教育和新课程改革的推动下，亦对教师的信息化教学能力提出了更高的要求，包括转变教育观念、注重信息技术素养和整合技术的学科教学知识等。但受限于我国信息化水平起步较晚且发展不均衡，基础教育阶段普遍存在师资力量薄弱、缺乏信息素养、教育观念落后等现实问题，教师信息化教学水平与技术应用操作能力亟待提升。作为培养未来人才的实践者，教师和学校如何实现技术和课堂教学的深度融合，如何提升信息化教学能力将是深化教师改革的重要课题。

6.1 构建智能化教学环境、提升信息技术素养

《中国教育现代化2035》和《教育部办公厅关于“智慧教育示范区”建设项目推荐遴选工作的通知》文件中均提出要积极推动智慧校园的建设。现今各基层院校正积极创建智慧校园，包括智慧教学环境、智慧教学资源、智慧校园管理、智慧校园服务、信息安全体系等，致力于打造数据和智能一体化的校园环境。营造良好的教学环境是开展教学活动的基础和保障。对此，学校应整体加强“云、网、端”的建设[9]。其中，“云”指云计算、大数据，提供教学数据的存储和计算支撑；“网”指互联网、物联网等网络的联结和拓展，使得万物互联和交互成为可能；“端”指教学终端，包括学生移动端、教师控制端、教学APP、智能穿戴设备等，提供多样化和个性化的智能服务。而在基础设施建设不断完善的同时，也应加强对教师信息素养的提升和数据意识的培养，尤其是信息化设备的操作和应用。从对我国中小学教师信息素养的调查结果来看[10]，

存在诸多问题，包括信息技术与科学整合能力问题、信息技术运用于教学的创新性问题、信息伦理道德意识与传授能力问题、教师专业能力与发展能力问题等。由此可见，亟需提升一线教师的信息素养，只有不断提高教师自身的信息化水平和信息意识，才能真正将技术融入到课堂教学实践中，发挥技术的最大效益。

6.2 建立健全教师信息化教学能力培训机制

教师培训是提升教师专业能力和继续学习的重要举措，尤其在我国教师队伍基础能力较为薄弱的现状下更应关注和研究这一问题。对此，各区域学校应按照教师素养培养规划的总体布局，结合本校教师的现状和特点制定切实可行的培养方案，包括智慧教育理念、知识、技能、评价、实践、研究等内容。从上至下、从各级区域到基层学校，逐步完善教师培养机制，扎实开展教师信息化能力提升培训。可充分利用网络平台的优势，采取线上和线下相结合的方式，不断推动教师资源平台、互动交流平台的搭建，提升教师参与培训的主观能动性，满足教师智慧教育和信息素养的多向需求。

6.3 革新教育理念，提升教师TPACK能力

智慧教育背景下，技术更新迭代速度加快，教师主观意识的提升和教学观念的转变，对提升自身信息化教学能力至关重要。教师应顺应信息时代的变化，突破传统教学思维模式，更新教育教学理念。例如，教师应在明确教学改革目标的基础上，秉持以学生为主体的原则，开展探究式教学、游戏化教学、情景式教学、小组协作式教学等多种教学形式，以培养21世纪人才所需要的能力为核心，以发展学生的智慧为目的，实现技术和教学内容的有效融合。目前，教育界针对教师的专业素养的培养和评价，以TPACK为重要参照标准，TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge）即整合技术的学科教学法知识，主要由三个核心要素组成：技术知识（TK）、教学法知识（PK）、学科内容知识（CK），更多地强调教师对这三种能力的整合应用。现今教学内容具有跨学科的特点，已打破传统学科之间的原始壁垒，学科融合的趋势日益明显，教师不仅要提升学科专业能力，更需要加强教学法知识的补充，不断尝试吸收新的领域知识，促使自身综合素养进一步深化和拓展。且技术与数据是新时代教学的重要特征，应掌握一定的信息技术能力，为实施教学提供有力的支持。